Jak vypočítat výkon solárního panelu pro váš domov

Vytvořeno: 19. prosince 2019

Při výběru zařízení nebo solární elektrárny si zákazníci velmi často kladou otázku: Jak vypočítat výkon a počet solárních panelů a baterií a jaký výkon zvolit solární elektrárnu. V tomto článku se pokusíme zabývat se tímto problémem a pokusím se vysvětlit jednoduchým jazykem, aniž bychom zacházeli do podrobností, jak to udělat.

Nejprve musíte zjistit, kolik elektřiny denně spotřebujete.to lze provést odečtením průměrných měsíčních odečtů elektroměru a dělením 30 dny. Dostáváme tedy průměrnou spotřebu za den. Například sociální norma v RO pro dvě osoby je 234kW, což je asi 8kWh elektřiny denně. Proto potřebujeme solární panely, aby generovaly stejné množství energie denně.

Výpočet počtu solárních panelů a jejich kapacity

Protože solární panely generovat elektrickou energii pouze během denního světla, pak je třeba nejprve vzít v úvahu, stojí za to také pochopit, že výkon v zamračených dnech a v zimě je velmi snížen a může činit 10–30 procent výkonu panelu. Pro jednoduchost a pohodlí budeme počítat od dubna do října, v denní době hlavní výroba probíhá od 9:00 do 17:00, tj. 7-8 hodin denně... V létě budou intervaly samozřejmě delší, od východu slunce do západu slunce, ale během těchto hodin bude výstup mnohem menší než nominální, takže zprůměrujeme.

Takže 4 solární panely s výkonem 250W. (Celkem 1000 W). Bude vygenerováno 8 kWh energie za den, tj. za měsíc je to 240 kWh. Ale toto je ideální výpočet, jak jsme řekli výše, v zamračených dnech bude výkon menší, takže je lepší vzít 70% výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Toto je průměrný výpočet bez ztrát ve střídači a bateriích. Tuto hodnotu lze také použít k výpočtu solární elektrárny, kde se nepoužívají baterie.

Výpočet solárních panelů

Požadovaný výkon solárních panelů se počítá podle počasí v dané oblasti a intenzity záření v různých ročních obdobích. Úhly sklonu vodorovně a svisle mají při výpočtech velký význam. Tento indikátor je obzvláště důležitý, pokud bude solární systém v provozu po celý rok. Na tom bude také záviset umístění zařízení. Pokud úhel sklonu nevyžaduje úpravy, lze panely umístit přímo na střechu budovy.

Nejdůležitějším měřítkem je výpočet solárních panelů, počet modulů a jejich účinnost. Data se berou za nejlepší a nejhorší měsíc z hlediska energetické účinnosti. Pro výpočty standardního slunečního záření je vybrána plocha 1 m2 a pro stanovení jmenovitého výkonu je vyžadována teplota 25 ° C se standardním světelným tokem 1 kW / m2.

Stanovení výkonu solární baterie během měsíce se provádí podle následujícího vzorce: Esb = Eins x Rsb x η / Rins. Jeho proměnné odpovídají následujícím ukazatelům:

• Esb - množství energie generované baterií.
• Eins je výsledkem měsíčního slunečního záření 1 m2.
• η je hodnota celkové účinnosti při přenosu proudu vodiči.
• Рсб je jmenovitý výkon solárního panelu.
• Rince je nejvyšší síla slunečního záření 1 m2 zemského povrchu.

Při výpočtu je nutné použít jednotky, které jsou pro všechny ukazatele stejné. Obvykle se jedná o jouly nebo kilowatthodiny. Výpočtem měsíčního slunečního záření můžete snadno určit jmenovitý výkon solárního panelu potřebný k generování měsíčního množství elektřiny: Рсб = Рins х Есб / (Еins х η).

Je třeba poznamenat, že napětí na výstupu solárního panelu bude o 15-40% vyšší než napětí baterie. Pokud používáte levné ovladače, tento rozdíl vždy zmizí. Dražší moderní modely mohou snížit toto číslo na 2-5%.

Sluneční záření má různé hodnoty výkonu v závislosti na ročním období a konkrétním měsíci. Jmenovitý výkon samotného panelu zůstává nezměněn, proto má velký význam správná volba místa jeho instalace. Pomocí výše uvedených vzorců lze určit pouze přibližný počet modulů. Chcete-li získat přesnou hodnotu s potřebnou rezervou, je odebrán dvojnásobný počet panelů, korigovaný na noční dobu, zamračené dny, sněžení a další faktory, které snižují účinnost systému.

Výpočet baterií pro solární elektrárnu

Dále přejděte k výpočtu kapacity baterie pro solární panely. Jejich počet a kapacita by měla být taková, aby energie, která je v nich uložena, byla dostatečná pro temnou dobu dne, stojí za zvážení, že spotřeba elektřiny v noci je ve srovnání s denní aktivitou minimální.

100Ah baterie ukládá přibližně 100A * 12V = 1200W. (100W žárovka bude fungovat z takové baterie po dobu 12 hodin). Pokud tedy spotřebujete 2,4 kWh za noc. elektřinu, pak musíte nainstalovat 2 baterie po 100 Ah. (12V), ale zde je třeba mít na paměti, že je nežádoucí vybíjet baterie o 100%, lépe o ne více než 70% - 50%. Na základě toho získáme 2 baterie po 100 Ah. uloží 2400 * 0,7 = 1700 Wh. To platí při vybíjení s nízkými proudy, při připojování výkonných spotřebičů dochází k poklesu napětí a kapacita se skutečně snižuje.

Pokud chcete vypočítat, kolik energie baterie je potřeba pro solární baterii, níže je tabulka korespondence (pro 12V systém):

• Solární baterie 50W. - baterie 20-40 Ah
• 100 W. - 50-70 A.h.
• 150 W. - 70-100 Ah
• 200 W. - 100 - 130 Ah
• 300 W. - 150-250 Ah

Analýza výpočtů

Vezmeme-li v úvahu povětrnostní podmínky a jmenovitý výkon baterií, můžeme dojít k závěru, že 400 W baterie v Moskvě nebude stačit ani na podporu nouzového režimu v létě. I když pro překročení úrovně nouze o 80% lze považovat za přijatelnou možnost, zejména při přerušovaném provozu střídače, ale pouze tehdy, když je nutné dodávat elektřinu.

Nízkoenergetické systémy nejsou navrženy pro nepřetržité domácí napájení, a to ani v létě. Protože energie v těchto systémech je kritická pro vlastní spotřebu regulátoru nabíjení a střídače. V zimě nebude výkon solárního kolektoru stačit pro provoz všech elektrických spotřebičů doma, ale v létě je docela přijatelné, že bude napájení nepřerušené.

Možnosti baterie z výpočtů výkonu pro Moskvu:

• 500 W - dává nouzové minimum 80% od května do konce srpna;
• 600 W - polovina března - září;
• 800 W - při překročení nouzové úrovně (kromě prosince a ledna) dodává napětí od března do září;
• 1 kW - zajišťuje základní spotřebu elektřiny téměř po celý rok, ale v zimě (prosinec a leden) nemusí energie stačit;
• 1,2 kW - poskytuje mírný režim v červenci, v březnu - září základní režim spotřeby energie. Nouzové minimum připadá na období listopad - leden;
• 2 kW - udržuje pohodlný režim nebo se mu blíží v období květen - srpen a základní od února do srpna. Ale v dlouhých, temných měsících nemusí tato kapacita solárních kolektorů stačit;
• 3,2 kW - poskytuje komfortní režim pro všechny dlouhé dny a po celý rok umožňuje počítat s nouzovým minimem;
• 5,3 kW - baterie o jmenovité kapacitě, umožňující téměř neomezené využívání elektřiny v období květen - srpen a celoročně v základním režimu;
• 8 kW - výkon solární baterie, která zajišťuje celoroční používání elektřiny v mírném režimu;
• 13,5 kW - celoroční komfortní režim spotřeby energie.

Výkon a ztráty střídače

Nyní, pokud jde o střídač, má také svou vlastní účinnost a to je asi 75-90%, tj. k těmto procentům lze přičíst všechny získané hodnoty výroby a rezervy energie. Ve výsledku je lepší vzít si dvojnásobnou rezervu kapacity pro baterie, takže při spotřebě 2400Wh za noc instalujte 4 baterie s kapacitou 100Ah. 100A * 12V * 4 = 4800Wh. Výkon střídače ukazuje jmenovitou zátěž, kterou lze k němu připojit., tj. počet a typ domácích spotřebičů.

Výsledkem je solární elektrárna o výkonu 2,5 kW:

1. Solární panely 4ks 250 W každý. Generace za měsíc 170-240 kWh (36 tisíc rublů)
2. Baterie 100 Ah. 4 věci. skladem až 4800 wattů. (AGM baterie 50 tisíc rublů)
3. Střídač Jmenovitý výkon připojeného zařízení 2,4 kW (27 tisíc)

Celkem 113 tisíc rublů. pro sadu zařízení.

Maximální zatížení a průměrná spotřeba energie

V tuto chvíli si ne každý může dovolit instalovat solární rozvodnu ve svém venkovském domě. Při plánování jejich instalace však musíte nejprve zjistit, jaké špičkové zatížení byste měli očekávat při zapnutí domácích spotřebičů, a také to, jaké průměrné množství elektřiny denně spotřebují.

Maximální úroveň zátěže se určuje na základě maximálního výkonu všech elektrických spotřebičů v domě, takže když je několik z nich zapnuto současně, systém v domě si poradí se zátěží.

Chcete-li určit průměrnou denní spotřebu každého ze zařízení, měl by se jeho výkon vynásobit provozní dobou ze sítě za den. A celková spotřeba energie se zjistí součtem energie ze všech spotřebičů v domě.

Stanovení údajů o celkové spotřebě energie vám umožní naplánovat efektivní využití solární energie generované solárními panely. Získané údaje navíc umožňují vypočítat výkon solárních panelů pro domácnost, abyste věděli, kterou baterii budete muset koupit. Kapacita baterie přímo ovlivňuje její náklady.

Energie pro domácí spotřebiče, spotřeba elektřiny

Nyní, pokud jde o spotřebitele a jejich kapacitu, zde uvádíme ty hlavní:

• LED TV - 50 - 150 W.
• Chladnička třídy A - 100-300 W. (pouze když běží kompresor)
• Notebook - 20 až 50 W.
• Úsporná zářivka - 30 W., VEDENÝ 3-9 W.
• Nástěnný kotel (elektronika + vestavěné čerpadlo) - 70 - 130 W.
• Router - 10-20W.
• Klimatizace 9 - 700-900 W.
• E-mailem Konvice na čaj - 1 500 W.
• Mikrovlnná trouba - 500-700 W.
• Podložka - 600 - 900 W.
• DVR + 4 kamery - 30-50 W.

Všechny výkony jsou uvedeny za hodinu provozu zařízení, je třeba mít na paměti, že většina zařízení pracuje na krátkou dobu, konvice se zahřívá po dobu 5 minut, chladnička se zapne každé 2-3 hodiny po dobu jedné hodiny, aby se udrželo tempo. Čerpadlo kotle funguje také při udržování teploty chladicí kapaliny. Podle tohoto principu můžete také vypočítat další zařízení.

Co je součástí sady sluneční soustavy

K získání proudu nestačí koupit solární panely a připojit je. Solární systém se skládá z mnoha stejně důležitých technických zařízení, díky nimž je dosaženo požadovaného efektu. Abyste ve svém domě měli elektřinu šetrnou k životnímu prostředí, musíte kromě solárních panelů zakoupit ještě 6 dalších základních prvků systému, jmenovitě:

• generátor;
• invertor;
• baterie;
• regulátor solárního nabíjení;
• spotřebitel 230V;
• spojovací skříňka.

Než tedy začnete navrhovat instalaci a umístění fotovoltaického systému, musíte pochopit, že je to mnohem dražší než nákup solárních panelů sám.Životnost a účinnost vybraných prvků bude záviset na počtu modulů, třídě a firmě výrobce. Správně zvolené technické vlastnosti, spolehlivost zařízení a umístění solárních panelů budou klíčem k vysoce kvalitnímu výkonu a životnosti.

Výpočet počtu baterií pro domácnost

Chcete-li vypočítat, kolik baterií potřebujete pro svůj domov, musíte odhadnout hodnoty několika klíčových parametrů. Podívejme se na vše v pořádku.

Výpočet spotřeby energie

Chcete-li vypočítat požadovaný počet panelů, musíte začít vytvořením seznamu všech elektrických spotřebičů a jejich provozní doby s přihlédnutím k výkonu. Teprve poté, co vypracujete technický popis systému, můžete vypočítat celkovou poptávku domu, což je povinný krok pro výpočet počtu solárních panelů. V tabulce níže jsou uvedeny hodnoty jednotlivých elektrických spotřebičů, které vám pomohou vypočítat.

Chcete-li správně vypočítat náklady na elektřinu ve vaší domácnosti, v závislosti na počtu zařízení, můžete vidět výkon každého jednotlivého zařízení v jeho technické dokumentaci nebo na internetu na webu výrobce.

Poté, co jste vypočítali, musíte hodnoty opravit, protože solární baterie přijímá 100% stejnosměrný proud, který se pomocí střídače převádí na střídavý proud, v důsledku čehož dojde ke ztrátě až 20% napětí . Měli byste také vzít v úvahu skutečnost, že počáteční výkon jakéhokoli elektrického zařízení je několikrát vyšší než ten, který je uveden v pasu, proto při výpočtu celkové spotřebované elektřiny musíte nechat chybu, kterou bude střídač používat pro prvních pár sekund po spuštění zařízení. Pokud je v domě mnoho takových výkonných zařízení a lze je zapnout současně, je lepší zajistit samostatné zapnutí pro spuštění.

Určení množství energie ze slunce v konkrétní oblasti

Množství energie generované solárními panely závisí na regionu a slunečním záření. Takové ukazatele nelze vypočítat ani měřit samostatně, k tomu je třeba kontaktovat hydrometeorologickou stanici nebo referenční příručku. Lze jej najít na internetu, stačí při hledání uvést vaše město a definici slunečního záření. Po shromáždění potřebných informací musíte použít následující vzorec k určení množství energie:

Průměrné roční sluneční záření: kW * h / m2 / den

Vzhledem k tomu, že slunce svítí v různých obdobích roku s různými úrovněmi záření, je vhodné vypočítat jeho hodnotu na základě indikátorů za celý rok, to znamená použít průměrnou hodnotu, samozřejmě, pokud chcete použít solární panely po celý rok. Na základě vypočítaných údajů můžete určit počet a výkon solárního modulu. Zvažte například hodnoty Moskvy, nábřeží Kotelnicheskaya, zeměpisná šířka 55,7.

Tyto přibližné ukazatele a výše uvedený vzorec umožňují provádět nejpřesnější výpočty pro výběr výkonu a počtu solárních panelů, s výjimkou případů, kdy je extrémně dlouhé období deštivého nebo oblačného počasí.

Výpočet počtu baterií

Na základě dříve zadaných hodnot spotřeby energie elektrických spotřebičů a úrovně slunečního záření můžete určit správné množství solárních panelů, které zajistí elektřinu pro váš domov.Vezmeme tedy hodnotu záření z tabulky pro měsíc nebo období, které vás zajímá, a poté ji vydělíme 1000. Výsledná hodnota se nazývá pikohodiny, v 1000 W / m2. A solární modul zase generuje takové množství energie, kde Pw je výkon, E je hodnota slunečního záření pro vybrané období, k je koeficient rovný 0,5 v létě a 0,7 v zimě:

W = k Pw E / 1000

Faktor W koriguje ztrátu energie nejen spotřebovanou střídačem nebo počáteční mezerou při vypnutí elektrických spotřebičů, ale také šikmý dopad paprsků, který se mění po celý den. Výše uvedený vzorec a požadované množství energie spotřebované v domě (dříve vypočítané) vám umožní určit celkový výkon modulu a tím pochopit, kolik solárních panelů musíte plně poskytnout. Dnes jsou představeny baterie s kapacitou 50 W a vyšší. Generátor lze použít k nastavení požadované hodnoty.

Je velmi důležité nevybírat solární panely end-to-end podle vypočítaného výkonu, například pokud je průměrná spotřeba energie v domě 68 W, neměli byste kupovat jeden modul s výkonem 70 W, je lepší kupte si dva 50W panely nebo použijte solární elektřinu částečně, nikoli pro trvalé použití. Odborníci však doporučují, že pokud jste se již zabývali takovou otázkou, jako je poskytnutí domu ekologickým proudem, je lepší vypočítat ukazatel nadměrně.